Moin,
ich würde gerne das Netzteil meiner Nixie Uhr mit einem Schaltregler
realisieren.
Den Plan habe ich auf mehreren Seiten schon gefunden, der wird also
Funktionieren. Jedoch frage ich mich, wie muss das Layout aussehen?
Auf der Platine ist später nur ein Atmega mit Nixie-Treibern und
vielleicht eine RTC.
Im Anhang Schaltplan und Layout.
Wenn es Kritik am Aufbau gibt, dann wäre eine Erklärung hilfreich um bei
weiteren Schaltregler die Kritikpunkte besser umsetzen zu können.
Deine Leiterbahnen zwischen den Pufferelkos sind viel zu lang. Weiterhin
ist die Masseanbidung an deinem Mosfet auch nicht perfekt. Wenn du einen
Stromkreislauf bildest, dann wirst du sehen, wie der Strom von C5 über
L1 in den Mosfet fließt und dann den krummen Weg wieder zurück zum
Kondensator C5 wandert. Ähnlich sieht es bei der Hochspannungsschiene
aus. Da musst du auch auf den mindestabstand zwischen Leiterbahn und
Massefläche achten. Alles nicht sooo perfekt, der Wandler sollte dennoch
laufen.
> Den Plan habe ich auf mehreren Seiten schon gefunden,> der wird also Funktionieren.
Millionen Fliegen können nicht irren.
Na gut, ganz so schlecht ist er nicht, wenigstens geregelt.
Aber man hat vollkommen unnötigerweise den Schutz des ICs
ausgehebelt, in dem man die Strombegrenzung durch den Rsc
Widerstand "vergessen" hat.
Bei Kurzschluss oder Überlastung, und dazu reicht schon
der Elko der zu Beginn aufgeladen wird, oder bei einer
Spule die "leider" nicht perfekt als Schaltreglerspule
geeignet ist, geht die Schaltung einfach kaputt. Und das,
weil sich der Erbauer einen lausigen Widerstand gespart hat.
Bau den wenigstens ein, siehe Datenblatt des MC34073.
Dann kann man darüber nachdenken, wie sinnvoll es ist,
mit R3 doch beträchtlich Leistung (1/2 Watt) zu verbraten,
und damit den Wirkungsgrad noch schlechter zu machen als
er durch das 1:15 Übersetzungverhältnis eh schon ist.
C2 sieht auch eher hingebastelt aus.
Stattdessen sollte man nahe am IC die Eingangsspannung mit
einem Elko puffern der baulich genau so gross ist wie der
Elko am Ausgang.
Besser geht's so:
http://www.stefankneller.de/elektronik/nixieuhr/nixiebauanleitung.html
auf die Schaltung wurde übrigens in den Thread des
leidigen Wandlers hingewiesen
Beitrag "MC34063 mit oder ohne MOSFET?"
Blöderweise hat er auch 330 Ohm verwendet,
er hätte für R4 1k nehmen können.
Jemand anders hatte hier im Forum vor kurzem mit einer Spule
mit 1:4 Abgriff eine viel elegantere Schaltung gepostet,
ich glaube mit irgendeinem National-Schaltregler,
leider finde ich die dank der doofen Suchfunktion nicht mehr.
Mit einer spannungsstärkeren Diode hätte die gut funktioniert.
> Nach welchen Kriterien wähle ich die Spule aus, also von der> Bauform her.
Sie muß die nötige Induktivität haben,
und muß den nötigen Strom aushalten
(ist ja beim Kondensator nicht anders, C und U)
Dann sollte sie möglichst geschlossen sein,
damit das Störfeld nicht so gross ist:
http://www.reichelt.de/Power-Induktivitaeten-SMD/L-PIS4720-470-/index.html?ACTION=3&GROUPID=3709&ARTICLE=73179&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;PROVID=2402
Aber deine Anwendung braucht zusätzlich noch
eine hohe Güter der Spule, damit sich die Spannung
ver-14-fachen kann. Hat die Spule eine zu hohe
Kapazität zwischen den Windungen, kann sie nämlich
schon vorher verhungern. Bei einer Spule die nur
eine Güte von 20 hat, ist der Wirkungsgrad schon
schlecht.
Am besten wäre also ein Ringkern.
Einen Stepup Wandler zu nehmen ist eher schlecht mit einem
Tastverhaeltnis von 1:15. Du hast neben dem Strom durch den Transistor
auch noch eine hohe Spannungsbelastung an ihm. Auch muss er bei 1:15
unnoetig kurze Impuls schalten. Besser ist es du baust das ganze zu
einem Sperrwandler um.
Da hast du solche Anforderungen nicht und der Wirkungsgrad wird auch
besser.
nixiemann schrieb:> Hallo Helmut,> von welcher Schaltung redest du? Die ganz oben im Post oder die von> StefanKneller?
Im Prinzip von beiden. Die sind ja fast gleich.
MaWin schrieb:> Jemand anders hatte hier im Forum vor kurzem mit einer Spule> mit 1:4 Abgriff eine viel elegantere Schaltung gepostet,> ich glaube mit irgendeinem National-Schaltregler,> leider finde ich die dank der doofen Suchfunktion nicht mehr.> Mit einer spannungsstärkeren Diode hätte die gut funktioniert.
Das war dann wohl ich. Ich hänge das Schaltbild hier noch mal an, da ich
meinen Thread jetzt auch nicht wieder finde.
Allerdings wird der LM2577 je nach Eingangsspannung und
Windungsverhältnis schon ziemlich am Limit betrieben.
Die Diode habe ich nach deinem Beitrag in meinem Thread übrigends gegen
eine MURS140 getauscht und der Wirkungsgrad hat sich dadurch sogar
nochmal um ~2% verbessert (obwohl es mit der MURS120 auch funktionierte
und die eigentlich etwas schneller ist).
> Das war dann wohl ich. Ich hänge das Schaltbild hier noch mal an,> da ich meinen Thread jetzt auch nicht wieder finde.
Ja, sehr schön.
> Allerdings wird der LM2577 je nach Eingangsspannung und> Windungsverhältnis schon ziemlich am Limit betrieben.
Sind ebenso die 170V die nixiemann auch haben will.
Immerhin finde ich nun mit LM2577 auch deinen alten Beutrag
wieder und deine Frage an dessen Ende
> Die Bauteile zur Kompensation kommen mir eigentlich auch etwas seltsam> vor, sind aber nach den Formeln aus dem Datenblatt dimensioniert.
Na ja, das ist ja nur eine grobe Schätzung für typische Fälle. Du
solltest sie nach Regelcharacteristik ausprobieren, damit er schnell
nachregelt aber ohne zu rgosse Überschwinger.
> Leider hatte ich heute keine Zeit deinen Vorschlag mit der Spule noch> auszuprobieren. Da sich die Spannungen proportional zum> Windungsverhältnis verhalten, sollten bei dem von dir vorgeschlagenen> Windungsverhältnis von 90/200 doch maximal 52,8V an dem Schalttransistor> anliegen oder täusche ich mich
65V hält er aus.
> da bzw. entsehen beim Schalten noch irgendwelche Spannungsspitzen> die dem Transistor doch zum Verhängnis werden könnten?
Die entstehen durch Streuinduktivität auf der Leitung zu Pin 4. Die
sollte man schon induktionsarm halten.
Ich muss den alten Thread nochmal ausgraben
Gibt es zu der LM2577-Schaltung mit angezapfter Spule eine Application
Note, oder woher stammt die Idee?
Ich denke dabei an die Möglichkeit, eine gekaufte Ringkerndrossel mit
bekanntem Hersteller, z.B. Fastron bei Reichelt, einfach an geeigneter
Stelle anzuzapfen. Das wäre eine hoffentlich nachbausichere Bauanleitung
für ein Nixie-Netzteil, ohne das unbequeme Selberwickeln.
Ich habe bisher mit "switching regulator"/"tapped inductor" nur
Applikationen zu LT1074, Micrel MIC... und 78S40 gefunden.
Beim LT1074 sogar für einen Step-down-Wandler mit hohem Wirkungsgrad.
Durch die Anzapfung kann man anscheinend mehr Energie in der Spule
zwischenspeichern.
Aber hier geht es ja wie oben schon mehrfach erläutert um 1.) hohe
Spannungsübersetzung und 2.) Ausgangsspannung oberhalb der zulässigen
Spannungen am Schaltregler.
Der Thread von Thomas war hier:
Beitrag "Schaltregler Induktivität optimieren"
Eine Applicationnote mit angezapfter Induktivität habe ich gefunden:
Linear.com AN19 Seite 43
http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an19fc.pdf
Daten: +15V Eingang, 100V 0,3A (=30Watt) Ausgang.
Induktivität: Gesamt: 4mH Windungsverhältnis 1:5
Ich möchte einen 8-stelligen Frequenzzähler mit zwei zusätzlichen "M Hz"
Nixies betreiben, also 10 mal 2,5...3 mA bei 170V. Das wären etwa 5
Watt, also 1/6 dieser Applikationsschaltung. Größenordnung wäre also ein
0,5..1mH-Ringkern. Die Snubber-Schaltung scheint wichtig zu sein, um den
LM2577 vor Spannungsspitzen zu schützen. Dazu gibt es ein paar Seiten
vorher einige Formeln. Das Windungsverhältnis müsste etwas höher sein,
170V/100V * 5 = ca.8..9
Analog Devices hat eine etwas andere Lösung:
http://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN-1126.pdf
Die Schaltung mit angezapfter Spule wird hier auch aufgeführt, hat aber
mehrere Nachteile, die hier vorgeschlagene Lösung mit einer
Diodenvervielfacherschaltung ist viiieel besser.
Man braucht zwar mehr Bauteile, aber dafür kann man gewöhnliche
Schottkydioden mit etwa 60V Sperrspannung einsetzen. Ein Snubber ist
auch nicht nötig.
Das war jetzt eher nichtssagend.
Ich habe nur die Application Note zitiert. Dort wird alles ausführlich
beschrieben.
Der hochgelobte "SEPIC Multiplied Boost Converter" hat wesentlich mehr
Bauteile, die aber alle handelsüblich sind, und soll quasi "gutmütiger"
sein als die anderen Lösungen. Das PWM-Tastverhältnis sei günstiger.
Eine Schottkydiode für etwa 200V scheint eher selten zu sein, die oben
genannte MURS140 ist eine normale "ultrafast" Diode.
die Appnote dazu: "High voltage on the rectifier may preclude the use of
common Schottky diodes; therefore, a lossier ultrafast type may be
needed."
> Ich habe nur die Application Note zitiert
Auch die machen Werbung.
Es gibt dieselbe Werbung für SEPIC Regler, trotzdem sind fast alle
ernstzunehmenden hoch/runter Schaltregler Buck-Boost.
Eine fast recovery Diode hat weniger Verluste als 4 Schottkys, eine
Spule mit Abgriff hat weniger Verluste als 4 Spulen (Figure 9).
Davon steht in dem Dokument natürlich nichts...
